Печатная плата с металлическим сердечником

каталог

Что такое печатная плата с металлическим сердечником?

Печатная плата с металлическим сердечником (MCPCB) представляет собой печатную плату с металлическим материалом в качестве подложки, а одна сторона платы покрыта толстым металлом, часто называемая тепловой печатной платой или металлической объединительной платой. Это отличная замена стандартному Печатные платы из материала FR4 в сценариях применения с высокой температурой, высокой нагрузкой и высокими требованиями к стабильности размеров. Целью ядра MCPCB является передача тепла от важных компонентов печатной платы к менее важным областям, таким как металлические подложки радиаторов. Он широко используется из-за отличного рассеивания тепла, стабильности размеров, высокой твердости, более высокой эксплуатационной безопасности, хорошей передачи сигнала и простоты обработки. Тепловыделение MCPCB больше, чем у печатные платы FR4 или печатная плата CEM-1. JHD стремится создавать высококачественные и отвечающие высоким стандартам печатные платы для клиентов по оптимальной цене.
Понимать дру гие характеристики ламината с медным покрытием для печатных плат;  

Мощное светодиодное освещение должно быстро передавать тепло от шариков лампы к радиатору через печатную плату. Печатная плата с металлическим сердечником может решить эту проблему.

светодиодная плата 3

Какие существуют распространенные типы печатных плат с металлическим сердечником?

MCPCB обычно можно разделить на алюминиевые печатные платы, медные печатные платы, включая тяжелая медная печатная плата и печатная плата из стали или другого сплава в зависимости от материала подложки. Наиболее распространенной является алюминиевая печатная плата, за которой следует медная печатная плата.

Алюминиевая основа: Алюминиевая PCB имеет хорошую теплоотдачу и способность рассеивать тепло, а цена низкая. Алюминиевые печатные платы в основном используются в светодиодном освещении, телевизионной подсветке, коммуникационном электронном оборудовании и других областях. Параметры обычных печатных плат JHD на алюминиевой основе следующие: 

Параметры обычных алюминиевых печатных плат
Толщина алюминиевой подложки0,8-8 мм
Прочность на отрыв>9lb/in
Напряжение пробоя>3000V
Теплопроводность2-5W/(mK)
Сопротивление припоюSF:288°С, >180 секунд
ВоспламеняемостьUL 94V-0
Диэлектрические потери0.03

На основе меди: Медные печатные платы работают лучше, чем алюминиевые, но стоят дороже. Технология обработки также относительно сложна. В основном используется в некоторых герметичных средах и продуктах с высокими требованиями к рассеиванию тепла, таких как автомобильные фары, мощное освещение и т. д.
Подложки из стальных сплавов: Печатные платы из стального сплава тверже первых двух материалов, но имеют более низкую теплопроводность. Обычно используется в некоторых специальных открытых средах, военных и ударопрочных полях. Он редко используется в обычных сферах жизни.
Жестко-гибкая комбинация: в некоторых специальных областях применения или носимых устройствах. Гибкие печатные платы и другие компоненты могут быть прикреплены к металлическому сердечнику с помощью процесса фрезерования по оси Z. А затем сформируйте гибкую мягко-жесткую комбинацию MCPCB.

Разные материалы имеют свои преимущества и недостатки, а выбор металлической подложки и толщины зависит от того, где вы планируете использовать доску. Он может быть тоньше или толще. Нормальная толщина медной фольги MCPCB составляет от 1 до 3 унций. Печатные платы с металлическим сердечником размером более 3 унций называются печатными платами из толстой меди.

JHDPCB может производить все виды печатных плат с металлическим сердечником, такие как:

Независимо от того, какую печатную плату с металлическим сердечником вы ищете, JHDPCB может помочь вам в поставке высококачественных печатных плат в любом количестве, сохраняя при этом исключительное качество и своевременную доставку.
Ознакомьтесь с Программой контроля качества JHD;                                                     Посмотреть график доставки JHD;

Каковы особенности печатной платы с металлическим сердечником?

MCPCB широко используется благодаря отличному рассеиванию тепла, стабильности размеров, хорошей передаче сигнала и простоте обработки. Если ваш продукт имеет требования к рассеиванию тепла, первым выбором будет печатная плата с металлическим сердечником.

Отличное рассеивание тепла:
Теплопроводность относится к параметру тепловых характеристик материала. Многие мощные печатные платы высокой плотности CEM3 или FR4 сталкиваются с трудностями рассеивания тепла, и печатные платы с металлическим сердечником, такие как алюминиевые печатные платы, могут хорошо решить эту проблему. Высокая теплопроводность позволяет печатным платам с металлическим сердечником иметь отличную межслойную изоляцию и теплопроводность, в 8-9 раз превышающую теплопроводность стандартной печатной платы FR4. Тепло, выделяемое ИС упаковка и компоненты будут быстро удалены, что полезно для уменьшения термического повреждения компонентов, продления срока службы продукта и повышения производительности продукта.
Направление миниатюризации, легкости, многофункциональности и высокой производительности. Поэтому проблема отвода тепла стала важной проблемой, влияющей на стабильность и надежность электронных продуктов. Печатная плата с металлическим сердечником – это эффективный способ решить проблему рассеивания тепла в цепи высокой плотности, когда клиенты делают Сборка печатной платы прототип и серийное производство.

Высокая прочность, длительный срок службы:
Прочность материала металлического сердечника несравнима с материалами из эпоксидной смолы. В частности, печатная плата на основе алюминия значительно повышает прочность печатной платы за счет обеспечения легкого веса. Это может эффективно снизить риск поломки, которая может возникнуть во время производства, сборки и использования продукта. Увеличьте срок службы печатной платы.

Отличная размерная стабильность:
Алюминиевые печатные платы и медные печатные платы имеют высокий КТР (коэффициент теплового расширения). Способность сжиматься на холоде и расширяться при нагревании называется коэффициентом теплового расширения. Большинство печатных плат FR4 имеют низкий КТР, что означает, что они не могут эффективно справляться с усадкой и расширением. Тем не менее, обе печатные платы с металлическим сердечником могут эффективно справляться с тепловым расширением, а размер платы не сильно меняется по сравнению с обычным FR4 при высоких температурах. Диапазон изменения размеров в условиях высоких температур составляет около 2,5%.

Отличная передача сигнала:
Хорошая теплоотдача печатных плат с металлическим сердечником делает их менее подверженными воздействию высоких температур, что вызывает меньшие искажения при передаче сигнала.

Экологически чистая возможность вторичной переработки:
Металлы, используемые в печатных платах с металлическим сердечником (алюминий, медь, сталь), легко перерабатываются, а производственный процесс нетоксичен. Уровень ущерба низок во всей экологической цепочке.

Экономическая эффективность:
Доступные закупочные цены на сырье снижают общие затраты на производство печатных плат за счет снижения затрат на добычу и переработку алюминия. 

Алюминиевая печатная плата имеет отличные характеристики теплопроводности, подходящие для продуктов с высокими требованиями к рассеиванию тепла. JHDPCB может производить алюминиевые печатные платы с теплопроводностью до 10 Вт/м.К.

Структура печатной платы с металлическим сердечником.

Стандартная печатная плата состоит из металлической подложки (алюминий, медь), диэлектрических слоев, медной фольги, компонентов ИС и паяльная маска. Металлические пластины и металлическая медная фольга обладают отличным рассеиванием тепла, магнитной проницаемостью, механической прочностью и отличной технологичностью. Теплопроводный диэлектрический материал использует ламинирование для соединения слоя медной фольги с металлической подложкой. Медная фольга подвергается процесс травления для формирования следов цепи. 

Толщина металлического сердечника и диэлектрического слоя:

Толщина медной фольги обычно составляет от 1 до 12 унций, конечно, в некоторых особых случаях также используется очень толстая медь.
Толщина диэлектрического материала действует как изолирующий слой и, как правило, должна быть как можно тоньше, сохраняя при этом контроль сопротивления изоляции to поддерживать функции теплообмена. Во время работы печатной платы тепло, выделяемое схемой и компонентами, отводится на металлическую подложку для отвода тепла. Чем выше теплопроводность диэлектрического слоя, тем выше стоимость и выше эффект теплопередачи.
Металлическая объединительная плата является самым толстым материалом в MCPCB. Обеспечьте жесткость всей доске и держите плоскость плоской. Разумная толщина обеспечивает совместимость при установке компонентов. Нормальная толщина составляет от 1 до 3,2 мм. 

Медная фольга (мкм)35-420
Толщина диэлектрика (мкм)70-210
Диэлектрическая теплопроводность (Вт/мК)1-3
Коэффициент теплового расширения (мкм/м-°C)15-25
Толщина металлического сердечника (мм)1-3.2
Тип металлического сердечникаАлюминий, медь, стальные сплавы

MCPCB structure

Сквозные отверстия с покрытием для печатных плат с металлическим сердечником:

Из-за высокого тепловыделения печатных плат с металлическим сердечником потребность в тепловыделении через переходные отверстия снижается. Объем работы по сверлению отверстий в производственном процессе снижается. Максимально используйте сборку SMT в процессе проектирования упаковки компонентов печатной платы с металлическим сердечником. Методы монтажа компонентов с уменьшенными металлизированными сквозными отверстиями. Из-за проводимости нижележащей металлической объединительной платы выводы вставных токопроводящих элементов могут вызвать короткое замыкание. Ознакомьтесь с подробными сведениями о методах сборки сквозных отверстий. Если PTH нельзя избежать, необходимо добавить более громоздкий этап процесса: 

  1. Изолируйте металлическую объединительную плату от переходных отверстий с помощью непроводящего эпоксидного заполнения. Следовательно, диаметр сквозного отверстия в металлическом сердечнике должен быть примерно на 50 мил больше, чем ожидаемое сквозное отверстие с покрытием;
  2. Удалите излишки шпаклевки из эпоксидной смолы с поверхности;
  3. Просверлите сквозные отверстия сразу после ламинирования внутреннего слоя плиты;
  4. Последующий процесс реализует стандартный процесс изготовления печатной платы;

Plated Through Holes for MC PCBs

Тип ламинированной структуры печатной платы с металлическим сердечником:

Однослойная печатная плата MC: Это самый распространенный тип MC PCB. Однослойный слой медной фольги формируется путем прессования диэлектрического материала и металлической подложки. 

Single Layer MC PCB

Многослойная печатная плата MC: Печатная плата Multi Layers MC имеет более двух проводящих слоев, и каждый слой медной фольги соответствует теплопроводящему изолирующему диэлектрическому слою. Все слои находятся на одной стороне металлической подложки. Электронные компоненты следует размещать только с одной стороны, избегая использования компонентов THT. Слепые и заглубленные переходные отверстия могут использоваться для внутренних силовых и сигнальных слоев, но следует по возможности избегать сквозной обработки. Процесс относительно сложный, рекомендуется заранее проконсультироваться со службой поддержки клиентов JHD.

Multilayer MC PCB

Двухсторонняя печатная плата MC: Двухсторонняя печатная плата MC имеет два слоя медных проводников. Медная фольга симметрично закрывает металлическую жилу (для переходных отверстий требуется изоляционная обработка). Верхний и нижний медные слои могут быть соединены переходными отверстиями. Электронные компоненты могут быть размещены на двух слоях платы. Этот метод ламинирования может эффективно избежать проблемы коробления на более позднем этапе.

Double Sided MC PCB

В чем разница между MCPCB и FR4 PCB?

Иногда мы запутались в том, как выбрать между MCPCB и FR4 PCB. Но это не сложно, мы обобщаем полученные знания для ознакомления. Вы можете выбрать в соответствии с потребностями вашего проекта или отправить файлы дизайна, связанные с печатной платой, в JHD. Бесплатно проверим и дадим лучший совет.

Теплопроводность: Теплопроводность печатной платы FR-4 низкая, обычно около 0,3 Вт. Контроль толщины диэлектрического материала в максимально возможной степени помогает ламинату с металлическим сердечником быстрее распространять тепло и обеспечивать рассеивание тепла. Скорость теплопередачи MCPCB может достигать 8-10 раз выше, чем у FR4 PCB. В то время как теплопроводность MCPCB выше, она составляет от 1,0 Вт/м·К до 10 Вт/м·К, а наиболее распространенная из них составляет 2,0 Вт/м·К или 3,0 Вт/м·К. JHDPCB может производить алюминиевые печатные платы мощностью 10 Вт/мК с низкими затратами.
Слои: Печатные платы FR-4 доступны в многослойном исполнении, но печатные платы с металлическим сердечником обычно имеют только 1-2 слоя, максимум 4 слоя. Поэтому металлические печатные платы не подходят для изделий со сложной схемотехникой.
Сквозные отверстия с покрытием (PTH): Обычно сквозное отверстие можно просверлить непосредственно в FR4 и покрыть медью без дополнительной обработки. При необходимости можно использовать вставные компоненты через отверстия. На печатную плату с металлическим сердечником перед нанесением покрытия необходимо нанести слой смолы. Все компоненты монтируются на поверхности. 

Сравнение печатной платы с металлическим сердечником и печатной платы FR-4
Параметры МС печатная плата Стандартная печатная плата FR4
Толщина Варианты толщины ограничены. Зависит от доступной толщины подложки и толщины диэлектрического листа Доступен широкий диапазон толщин
проводимость Более высокая теплопроводность, типичные значения от 1 Вт/мК до 7 Вт/мК Низкая теплопроводность, типичные значения от 0,3 Вт/мК до 0,4 Вт/мК
Металлизированное сквозное отверстие PTH недоступен для однослойной печатной платы. Компоненты монтируются на поверхность Реализует PTH
Тепловой рельеф Металлические сердечники быстро рассеивают тепло. Устраняет сквозные отверстия для теплопередачи Скорость теплопередачи ниже. Включает переходные отверстия для передачи тепла
Паяльная маска Белый цвет для светодиодных панелей. Наносится только на верхний слой Включает темные цвета, такие как зеленый, красный, синий и черный.
Процесс обработки Включает в себя тот же стандартный процесс, за исключением того, что процесс V-образной надрезки включает пильные диски с алмазным покрытием для резки металла. Стандартный процесс обработки, включающий сверление, маршрутизация, v-скоринг, зенковка, зенковка.
Эконом Относительно дороже, чем платы FR-4 Дешевле
Жесткость Способность выдерживать удары и вибрацию. В 2–4 раза жестче, чем конструкции из FR4 или полиимида. Меньшая жесткость по сравнению с металлическим сердечником

Руководство по проектированию и производству печатных плат с металлическим сердечником.

Печатные платы с металлическим сердечником требуют реализации некоторые конкретные рекомендации по дизайну обеспечить соблюдение требований производственного процесса. Далее вы ознакомитесь с рекомендациями, которым вы должны следовать при проектировании, чтобы ваши печатные платы MC соответствовали отраслевым стандартам. 

  • Любые электронные компоненты должны быть размещены на противоположной стороне металлической задней панели;
  • Скрытые и глухие переходные отверстия могут использоваться для соединений между слоями проводов из медной фольги, но не на металлических подложках;
  • Прежде чем многослойная плата MCPCB (будь то двухсторонняя симметричная или односторонняя объединительная плата) будет уложена в стопку, металлический сердечник должен быть предварительно пробит и покрыт изолирующим слоем. избегать коротких замыканий;
  • Заливка эпоксидной смолой необходима для предотвращения коротких замыканий при выполнении металлизированных сквозных отверстий на двухсторонних платах с металлическим сердечником;
  • Металлический слой должен быть заземлен, чтобы обеспечить лучшее экранирование;
  • В аэрокосмической и военной областях также необходимо закрепить металлический сердечник печатной платы MC на корпусе;
  • Печатная плата с металлическим сердечником должна максимально использовать электронные компоненты поверхностного монтажа SMT;
  • Выберите подходящий материал для металлического сердечника, чтобы избежать взаимодействия металлической подложки с химическими веществами и другими металлами в процессе производства;

Область применения MCPCB.

Благодаря многим преимуществам печатных плат с металлическим сердечником, они широко используются в различных отраслях промышленности. Ниже приведены некоторые общие области применения: 

  • LED – блок подсветки, общее освещение;
  • Автомобилестроение — управление двигателем для электрических/гибридных автомобилей;
  • Моторный привод;
  • Твердотельное реле;
  • Силовое оборудование – регуляторы, импульсные регуляторы, преобразователи постоянного тока;
  • Солнечные панели, фотоэлектрические элементы;
  • Спорт контроль;
  • Полупроводниковая теплоизоляционная плита;
  • Аудиоусилитель;

Почему стоит выбрать JHD в качестве производителя MCPCB?

JHDPCB является одним из пяти ведущих производителей печатных плат с металлическим сердечником в Китае, и мы стремимся предоставлять клиентам экономичные и высококачественные печатные платы с металлическим сердечником. У нас есть полный набор автоматизированного производственного оборудования и прецизионного испытательного оборудования для производства металлических печатных плат (печатных плат на основе алюминия, печатных плат на основе меди). На протяжении многих лет мы занимались исследованиями и разработками и производством металлических печатных плат. Многолетний опыт производства MCPCB. Мы можем быть вашим лучшим источником для покупки печатных плат с металлическим сердечником, когда они вам нужны.
Компания JHD уже много лет активно занимается производством печатных плат с металлическим сердечником и имеет богатый производственный опыт. С точки зрения материалов, независимо от алюминиевой подложки, толстой медной пластины или стальной композитной пластины, она имеет лучшие преимущества в плане контроля производственных затрат. С точки зрения укладки, будь то односторонняя печатная плата MC, двухсторонняя печатная плата MC или многослойная печатная плата MC, мы можем предоставить вам лучшее исполняемое решение DFM. Вот некоторые общие спецификации JHD для производства печатных плат MC: 

Общие характеристики печатной платы с металлическим сердечником JHD
Имя Параметр Описание
Слои 1-12 слоев Максимальное количество слоев
Поставщики ламината Bergquist, polytronics, boyu /
Медная фольга (мкм) 15-420 Толщина медной фольги цепи
Ширина следа (мм) 0.15 Минимальная ширина трассы
Расстояние между дорожками (мм) 0.15 Минимальное расстояние между трассами
Толщина диэлектрика (мкм) 70-300 Толщина диэлектрического материала
Диэлектрическая теплопроводность (Вт/мК) 1-4 Теплопроводность диэлектрических материалов
Толщина металлического сердечника (мм) 0.4-3.2 Толщина металлического основания
Тип металлического сердечника Алюминий, медь, стальные сплавы Тип материала металлического сердечника
Диаметр сквозного отверстия (мм) 0.2 Минимальный диаметр сквозного отверстия
Диаметр отверстия (мм) 0.5 Минимальный диаметр токарного отверстия
Допуск отверстия (мм) +/-0.05 Допуск на сквозное отверстие без покрытия
Шаг отверстий (мкм) 250 Минимальный шаг отверстий
Кольцевое кольцо (мкм) 125-200 Минимальное кольцевое кольцо
Соотношение сторон 10:1 Максимальное соотношение сторон
Плотина (мм) 0.1 /
Клиренс (мм) 0.05 /
Прочность на отрыв >9lb/in /
Сопротивление припою SF: 288°С, >180 секунд /
Горючесть UL 94V-0 Рейтинг воспламеняемости

Выше приведены наши обычные спецификации для производства печатных плат с металлическим сердечником, но они не ограничиваются этим. Мы можем внести коррективы в соответствии с вашими требованиями к дизайну. Чтобы узнать больше о наших преимуществах, посетите Почему стоит выбрать JHDPCB.
Сообщите нам, когда вам понадобится печатная плата с металлическим сердечником. Наши клиенты полагаются на то, что мы доставим их вовремя. JHDPCB стремится поставлять продукты для печатных плат различным компаниям из списка Fortune 500 или стартапам.